可開關(guān)壓裂滑套的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可開關(guān)壓裂滑套，是為實(shí)現(xiàn)油氣井多層多段壓裂改造后將球及打撈球座撈出且進(jìn)行生產(chǎn)層段選擇性開采的目的而設(shè)計(jì)的，主要包括設(shè)有壓裂端口和連接上、下接頭的外筒、設(shè)在外筒內(nèi)的可開關(guān)滑套、設(shè)在可開關(guān)滑套內(nèi)的可撈球座、設(shè)在可撈球座上的打撈螺紋等。本發(fā)明可完成多段壓裂施工，能使用專門的打撈工具將球和打撈球座一次性打撈，打撈后可以使井筒形成通徑，會(huì)最大程度地發(fā)揮井的產(chǎn)能，而毫不影響常規(guī)井下作業(yè)或是測(cè)試工具的使用，同時(shí)可采用專用工具對(duì)可開關(guān)滑套進(jìn)行打開和關(guān)閉，達(dá)到選擇性開采的目的。本發(fā)明能極大地降低將球和打撈球座鉆掉的風(fēng)險(xiǎn)和成本，縮小球座級(jí)差，提高分壓段數(shù)，延長油氣井的生產(chǎn)壽命。
【專利說明】可開關(guān)壓裂滑套【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可開關(guān)壓裂滑套，屬于石油工業(yè)井下控制工具【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界石油資源的不斷開采，儲(chǔ)層物性較好、相對(duì)容易開采的油氣資源越來越少，因此大量的儲(chǔ)層物性復(fù)雜、單井產(chǎn)量低的低品位油氣資源正在成為石油、天然氣上產(chǎn)的主體，儲(chǔ)層物性差的油氣田要得到有效開發(fā)，提高產(chǎn)量是關(guān)鍵，特別是面臨致密油層和致密氣層，直井動(dòng)用更多的層或水平井動(dòng)用更多的段數(shù)已經(jīng)成為近年來提高低滲油氣田單井產(chǎn)量的一種手段，這些手段越來越受重視和被應(yīng)用。部分油氣井多層多段壓裂改造后，部分層段會(huì)有出水現(xiàn)象，這將極大地影響油氣井的產(chǎn)量，特別是天然氣井，可能由于出水而導(dǎo)致無法生產(chǎn)。
[0003]目前國際上石油技術(shù)服務(wù)公司如貝克休斯、威德福、哈里伯頓、斯倫貝謝等多段壓裂系統(tǒng)配套的壓裂滑套均采用壓裂后通過鉆磨方式將球座及球鉆掉，達(dá)到管柱大通徑、可開關(guān)的目的。國內(nèi)近幾年 開展的多層多段工藝研究，其滑套大部分為一次壓后將球座留在井下，封堵球座的球通過放噴返排方式排出，尚未考慮如何壓裂后實(shí)現(xiàn)管柱大通徑。如果選擇將留在井底，會(huì)在井筒中形成變徑，不但影響產(chǎn)量，而且常規(guī)的測(cè)試工具在壓裂后無法下到井筒內(nèi)，影響以后的井下作業(yè)或測(cè)試工具的應(yīng)用。如果選擇鉆掉，在鉆磨過程中很容易卡阻，鉆磨周期長，而且即使順利鉆掉后也無法使井筒形成通徑，還是會(huì)影響常規(guī)井下作業(yè)或是測(cè)試工具的使用。壓裂完成后，如果井筒出水則無法實(shí)現(xiàn)對(duì)壓裂段的封堵，會(huì)很大程度上的影響產(chǎn)量，若是氣井有可能導(dǎo)致整個(gè)井筒水淹甚至報(bào)廢。分段壓裂完畢投產(chǎn)后無法實(shí)現(xiàn)二次壓裂，或是其他的增產(chǎn)作業(yè)措施。目前由于大排量施工，支撐劑會(huì)磨損壓裂滑套球座，引起卡球，壓裂球被卡在球座上的問題時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致井無法正常生產(chǎn)，因此由于磨損卡球問題，球座之間的級(jí)差無法達(dá)到很小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可開關(guān)壓裂滑套，其在壓裂完成后，可將球及球座撈出，并且進(jìn)行生產(chǎn)層段選擇性開采。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]可開關(guān)壓裂滑套的外筒兩端分別連接上接頭和下接頭，外筒上部筒壁設(shè)有壓裂端口，壓裂端口下方設(shè)有剪釘，外筒下部內(nèi)壁上設(shè)有徑向鎖定凹槽。
[0007]可開關(guān)滑套由剪釘固定在外筒內(nèi)，可開關(guān)滑套設(shè)有連接開口彈性環(huán)的上端面止口?？砷_關(guān)滑套上部內(nèi)壁設(shè)有滑套關(guān)閉徑向剖面，下部內(nèi)壁設(shè)有滑套打開徑向剖面，下部外壁環(huán)槽內(nèi)連接鎖定環(huán)。
[0008]可撈球座內(nèi)部設(shè)有球座，可撈球座上部外壁設(shè)有連接開口彈性環(huán)的鎖定槽，下部外壁設(shè)有密封槽，上部內(nèi)壁設(shè)有連接上一級(jí)可撈球座可縮徑彈性爪打撈公螺紋的打撈母螺紋，下部外壁設(shè)有連接下一級(jí)可撈球座打撈母螺紋的可縮徑彈性爪打撈公螺紋?？蓳魄蜃砷_口彈性環(huán)連接在可開關(guān)滑套上端面止口內(nèi)。
[0009]本發(fā)明可開關(guān)壓裂滑套工具除了具備目前油氣田在用的同類工具的性能之外，還 具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]可以使用專門的打撈工具對(duì)球和打撈球座進(jìn)行一次性打撈，此特性能極大地降低 將球和打撈球座鉆掉的風(fēng)險(xiǎn)和成本；將球好和打撈球座一次性打撈后可以使井筒形成通 徑，會(huì)最大程度地發(fā)揮井的產(chǎn)能，而毫不影響常規(guī)井下作業(yè)或是測(cè)試工具的使用；由于可撈 式滑套能將球和打撈球座及撈出，因而不再考慮壓裂后球座夾球的風(fēng)險(xiǎn)，可將球座的級(jí)差 縮小，提高分壓段數(shù)；若發(fā)生卡球，在井底回壓升高后，能將球和打撈球座一起返排至地面； 在球和打撈球座已經(jīng)被打撈后，可以利用專用的開關(guān)工具將任意壓裂段的、留在井底的可 開關(guān)滑套打開或者關(guān)閉，此特性可以封堵出水或是打開及關(guān)閉任何生產(chǎn)的壓裂層段，能起 到很好的增產(chǎn)效果，大大延長井的生產(chǎn)壽命；可通過開關(guān)壓裂層段進(jìn)行分層段測(cè)試，可在分 段壓裂完畢投產(chǎn)后，通過重新開關(guān)滑套方式實(shí)現(xiàn)二次壓裂，或是其它的增產(chǎn)作業(yè)措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為可開關(guān)壓裂滑套結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為可撈球座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為可開關(guān)壓裂滑套與裸眼封隔器組成的壓裂管柱工作示意圖；
[0014]圖4為可開關(guān)壓裂滑套投球后打開狀態(tài)示意圖；
[0015]圖5為開口彈性環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為可撈球座與可開關(guān)滑套脫離后示意圖；
[0017]圖7為多級(jí)可撈球座打撈后穿在一起的狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1至7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說明:
[0019]實(shí)施例:
[0020]可開關(guān)壓裂滑套的外筒2兩端分別連接筒狀上接頭I和下接頭8，外筒2上部筒壁 設(shè)有壓裂端口 10，壓裂端口 10下方設(shè)有剪釘6，外筒2下部內(nèi)壁上設(shè)有徑向鎖定凹槽12。
[0021]可開關(guān)滑套5由剪釘6固定在外筒2內(nèi)，可開關(guān)滑套5設(shè)有連接開口彈性環(huán)3的 上端面止口。可開關(guān)滑套5上部內(nèi)壁設(shè)有滑套徑向關(guān)閉剖面9，下部內(nèi)壁設(shè)有滑套徑向打開 剖面11，下部外壁環(huán)槽內(nèi)連接鎖定環(huán)7。
[0022]可撈球座4內(nèi)部設(shè)有球座15，可撈球座4上部外壁設(shè)有連接開口彈性環(huán)3的鎖定 槽13，下部外壁設(shè)有密封槽16，上部內(nèi)壁設(shè)有連接上一級(jí)可撈球座或?qū)Ｓ霉ぞ呖煽s徑彈性 爪打撈公螺紋的打撈母螺紋14，下部外壁設(shè)有連接下一級(jí)可撈球座打撈母螺紋的可縮徑彈 性爪打撈公螺紋17?？蓳魄蜃?由開口彈性環(huán)3連接在可開關(guān)滑套5上端面止口內(nèi)。
[0023]本發(fā)明可開關(guān)壓裂滑套的工作原理如下:
[0024]如圖4和6所示，向可開關(guān)滑套5內(nèi)投入球28，球28落在球座15上，堵塞可撈球 座4中心通道。上接頭I內(nèi)接加壓泵加壓，在液壓作用下，剪釘6被剪斷，可開關(guān)滑套5在 推力作用下，與可撈球座4、開口彈性環(huán)3 —起向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)可開關(guān)滑套5被下接頭8擋住 后，鎖定環(huán)7彈出，將可開關(guān)滑套5鎖定在外筒2上。當(dāng)上提與可撈球座4螺紋連接的打撈工具時(shí)，可撈球座4和開口彈性環(huán)3與可開關(guān)滑套5脫開，開口彈性環(huán)3由閉合狀態(tài)變?yōu)殚_口狀態(tài)，此時(shí)，向下放送失去支撐的可撈球座4，穿過可開關(guān)滑套5。當(dāng)打撈成功的可撈球座4下放至下一級(jí)可開關(guān)滑套5時(shí)，作為打撈工具的可撈球座4采取前述過程，通過可縮徑彈性爪打撈公螺紋連接下一級(jí)可撈球座的打撈母螺紋來打撈下一級(jí)可撈球座4?？蓳魄蜃?打撈完畢后，可采用專用開關(guān)工具對(duì)可開關(guān)滑套5進(jìn)行上拉或下推，達(dá)到打開或關(guān)閉壓裂端口 10的目的。
[0025]舉例說明本發(fā)明的工作過程如下:
[0026]圖3為可開關(guān)壓裂滑套使用的一種水平井裸眼封隔器四段分段壓裂管柱，根據(jù)壓裂設(shè)計(jì)需要可增加至更多段數(shù)或減少段數(shù)。按井底至井口順序由篩管18、浮箍19、壓差滑套20、裸眼封隔器21、可開關(guān)滑套22、裸眼封隔器23、可開關(guān)滑套24、裸眼封隔器25、可開關(guān)滑套26和懸掛器與密封插入對(duì)接組合27組成。當(dāng)裸眼水平井鉆完后，經(jīng)過模擬井下工具通井，保證下入套管的直井段及裸眼水平井段暢通、規(guī)則后，井眼大小適合下入可開關(guān)壓裂滑套分段壓裂工藝管柱后，用鉆桿或油管將可開關(guān)壓裂滑套分段壓裂工藝管柱下井，通過坐封裸眼封隔器、懸掛封隔器、管柱丟手后，將直井段的送入管柱更換為壓裂管柱。在試壓合格后，井口投入不同大小的球完成各層段的壓裂施工。壓裂時(shí)，通過提高井口壓力打開壓差滑套20完成第一段壓裂，投入較小球打開可開關(guān)滑套22并封堵第一段完成第二段壓裂，投入與第三段配套的球打開可開關(guān)滑套24并封堵第一、第二段，完成第三段壓裂，依次類推完成多段壓裂施工。
[0027]如圖6和7所示，壓裂完成后，可先進(jìn)行放噴返排后直接用連續(xù)油管撈取各段滑套的可撈球座。在用連續(xù)油管打撈可撈球座時(shí)，連續(xù)油管前端帶的專用打撈工具29到達(dá)可開關(guān)滑套26的可撈球座26a后，通過反循環(huán)沖洗，對(duì)接上提，使得可撈球座26a離開可開關(guān)滑套26，此時(shí)開口彈性環(huán)3在自身彈性力作用下由閉合狀態(tài)變?yōu)殚_口狀態(tài)(如圖5)，此時(shí)下放連續(xù)油管，已經(jīng)撈獲的可撈球座26a的可縮徑彈性爪打撈公螺紋與上一級(jí)可開關(guān)滑套24的可撈球座24a對(duì)接，上提脫離可開關(guān)滑套24，再下放與可開關(guān)滑套22的可撈球座22a對(duì)接后，上提連續(xù)油管將所有可撈球座撈出。(可撈球座也可逐級(jí)單獨(dú)打撈，但需進(jìn)行多趟連續(xù)油管作業(yè)。)
[0028]在將所有可撈球座撈出后，井下管柱形成大通徑，可采用專用開關(guān)工具關(guān)閉或打開目的層。如某層需要酸化壓裂作業(yè)，則可將其它目的層都關(guān)閉，對(duì)所需酸化壓裂的層實(shí)施作業(yè)，作業(yè)后再打開其它目的層。
[0029]可開關(guān)壓裂滑套不僅適用于裸眼封隔器水平井壓裂，也可用于套管固井完井的水平井和直井。
【權(quán)利要求】
1.一種可開關(guān)壓裂滑套，其特征在于:可開關(guān)壓裂滑套的外筒(2)兩端分別連接上接頭(I)和下接頭(8)，外筒(2)上部筒壁設(shè)有壓裂端口(10)，壓裂端口(10)下方設(shè)有剪釘￠)，外筒(2)下部內(nèi)壁上設(shè)有徑向鎖定凹槽(12)；可開關(guān)滑套(5)由剪釘(6)固定在外筒(2)內(nèi)，可開關(guān)滑套(5)設(shè)有連接開口彈性環(huán)(3)的上端面止口 ；可開關(guān)滑套(5)上部內(nèi)壁設(shè)有滑套關(guān)閉徑向剖面(9)，下部內(nèi)壁設(shè)有滑套打開徑向剖面(11)，下部外壁環(huán)槽內(nèi)連接鎖定環(huán)(7)；可撈球座(4)內(nèi)部設(shè)有球座(15)，可撈球座(4)上部外壁設(shè)有連接開口彈性環(huán)(3)的鎖定槽(13)，下部外壁設(shè)有密封槽(16)，上部內(nèi)壁設(shè)有連接上一級(jí)可撈球座可縮徑彈性爪打撈公螺紋的打撈母螺紋(14)，下部外壁設(shè)有連接下一級(jí)可撈球座打撈母螺紋的可縮徑彈性爪打撈公螺紋(17);可撈球座(4)由開口彈性環(huán)(3)連接在可開關(guān)滑套(5)上端面止口內(nèi)。·
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK103452542SQ201210168819
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】王治國, 慕立俊, 付鋼旦, 趙廣民, 王效明, 任國富, 劉江波, 趙敏琦 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司